重构受扰动模拟量子模拟器的理想结果

控制良好的量子系统有可能被用作量子模拟器。然而，量子模拟器不可避免地会因耦合到额外的自由度而受到扰动。这对有用的量子模拟构成了主要障碍。迄今为止，理解扰动对量子模拟结果影响的手段十分有限。在此，我们提出一种方法，在某些情况下，允许从受扰动量子模拟器的测量中重构出理想结果。我们考虑从被模拟系统中提取关联函数 $\langle\hat{O}^i(t) \hat{O}^j(0)\rangle$ 的值，其中 $\hat{O}^i$ 是将系统耦合到其环境的算符。如果理想系统的算符 $\hat{O}^i$ 的任何 $n$-时关联函数都可以写成二时关联函数的乘积，则利用环境的统计知识可以直接重构出理想关联函数。我们给出了一种通过对受扰动量子模拟器进行额外测量来实验验证该假设有效性的方法。所提出的方法可以使受环境噪声影响的系统实现可靠的量子模拟，而无需增加量子系统的开销。